船舶电力推进技术因其特性优良成为船舶推进技术的主流。永磁同步电机作为船舶电力推进电机的最优选择,是船舶电力推进技术的重要研究方向。提高船舶推进电机控制性能可以从两个方面研究,优化电机控制策略和简化电机控制设备。模型预测转矩控制是以最优电压输出矢量为目标的控制策略,在电机控制领域具有广泛研究前景。因此针对模型预测转矩控制策略展开研究,具有深远的意义。首先,了解模型预测转矩控制原理,研究预测模型、成本函数、电压矢量集合等部分。并与传统直接转矩控制策略比较,分析模型预测转矩控制策略与直接转矩控制策略的差异。最后基于船舶推进电机的仿真模型进行仿真实验,验证模型预测转矩控制策略的有效性,分析模型预测转矩控制研究的价值和意义,。其次,基于模型预测转矩控制策略展开无速度传感器研究。针对目前船舶表贴式永磁同步电机速度辨识常用方法,重点研究滑模观测器和扩展卡尔曼滤波器算法。分析这两种速度辨识算法中参数对辨识结果的影响,并进行仿真实验验证这两种速度辨识算法的优缺点。最后针对这两种速度辨识算法的特点提出一种综合型速度辨识算法。然后,为解决模型预测转矩控制的超调问题,研究自抗扰控制技术,学习速度跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性误差反馈控制器等工作原理。分析自抗扰控制技术中非线性函数、滤波因子、速度因子和状态观测器增益等对自抗扰控制器的影响。将自抗扰控制技术与模型预测转矩控制策略相结合,提高模型预测转矩控制的动态响应性能,抑制超调。最后,基于Matlab/Simulink仿真平台,搭建结合自抗扰控制技术和无速度传感器技术的模型预测转矩控制策略的船舶电力推进系统。结合船舶航行过程中的实际工况,进行船舶电力推进系统在船舶不同运行工况下的仿真实验,实验结果表明,模型预测转矩控制策略相比较于传统控制策略,在动态性能和稳态性能都有改进效果。改进的无速度传感器技术具有良好的鲁棒性和准确性。改进的模型预测转矩控制策略在船舶电力推进控制中理论上具有可行性。